Question

10．如圖所示，質量為2kg，底面積為0.1m²的物體在20N的水平拉力作用下沿水平地面向右做勻速運動．
（1）物體對地面的壓力和壓強分別為多少？
（2）物體所受的摩擦力大小為多少？若物體所受的摩擦力大小與物體對地面的壓力大小成正比，它們之間的關系為f=μN（N為物體對地面的壓力；μ為動摩擦因數(shù)，與接觸面的粗糙程度有關），則動摩擦因數(shù)μ為多少？
（3）若將物體沿中間的豎直虛線切掉一半，剩下的一半仍保持在水平地面上做勻速運動，則物體對地面的壓強及物體所受的水平拉力分別為多少？

Answer 1

分析 （1）根據G=mg即可求出物體重力；靜止在水平面上的物體對水平面的壓力等于其重力，根據p=$\frac{F}{S}$即可求出物體對地面的壓強；
（2）物體做的是勻速直線運動，所以受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，方向相反．根據f=μN可求得動摩擦因數(shù)；
（3）沿虛線截去一半，重力減去一半，受力面積減半，根據壓強公式可判斷物體對地面的壓強變化；根據壓力減半，接觸面的粗糙程度不變，分析摩擦力的變化，然后再根據二力平衡條件分析水平拉力．

解答 解：（1）物體重力：G=mg=2kg×10N/kg=20N；
物體對地面的壓力F=G=20N，
物體對地面的壓強p=$\frac{F}{S}$=$\frac{20N}{0.1{m}^{2}}$=200Pa；
（2）因為物體做的是勻速直線運動，所以受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，所以物體受到的阻力為：f=F=20N，
由f=μN，可得動摩擦因數(shù)μ=$\frac{f}{N}$=$\frac{20N}{20N}$=1；
（3）按虛線的方向將木塊截去一半，重力減半，則剩下一半的物體對地面的壓力減半，受力面積減半，根據公式p=$\frac{F}{S}$，可知對地面的壓強不變，還是200Pa．
已知按虛線的方向將木塊截去一半，剩下一半的物體對地面的壓力減半，接觸面的粗糙程度不變，則摩擦力減半，f′=10N，因為剩下的一半仍保持在水平地面上做勻速運動，所以物體所受的水平拉力F_拉=f′=10N．
答：（1）物體對地面的壓力為20N，壓強為200Pa；
（2）物體所受的摩擦力大小為為20N；動摩擦因數(shù)μ為1；
（3）物體對地面的壓強為200Pa；物體所受的水平拉力為10N．

點評 本題考查了學生對重力公式、壓強公式、二力平衡條件的掌握和運用，有一定的拔高難度．